BRPI0616751A2 - método e dispositivo para aderir componentes em uma moldagem de composto - Google Patents

Abstract

MéTODO E DISPOSITIVO PARA ADERIR COMPONENTES EM UMA MOLDAGEM DE COMPOSTO. A presente invenção refere-se a um método para aderir componentes em uma moldagem de composto. O método compreende empilhar os componentes providos com um meio de adesão apropriado, posicionar um meio de aquecimento, provido com pelo menos uma cavidade, sobre pelo menos uma seção da pilha, e passar um meio trazido para uma primeira temperatura através de pelo menos uma cavidade do meio de aquecimento, por meio de que a pilha é trazida pelo menos parcialmente para a primeira temperatura, e os componentes são interconectados na moldagem. A invenção também refere-se a um dispositivo para implementar o método e a uma membrana aquecível que pode ser aplicada no método.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "MÉTODO EDISPOSITIVO PARA ADERIR COMPONENTES EM UMA MOLDAGEM DE COMPOSTO".

A presente invenção refere-se a um método para aderir compo-nentes a uma moldagem de composto. A invenção também refere-se a umdispositivo para produzir a moldagem de composto.

Na indústria, e na indústria de construção de aviões especifica-mente, métodos são freqüentemente aplicados por meio de que os compo-nentes tais como as peças de fuselagem, os perfis de asa e os enrijecedoressão aderidos a uma moldagem de composto utilizando, por exemplo, umadesivo termoestável. Para este fim, os componentes a serem aderidos sãoprovidos com uma camada de adesivo e são então conectados um no outro.

A adesão entre os componentes é obtida pela cura do meio de adesão ter-moestável, levando-o para uma primeira temperatura aumentada. É impor-tante entre outros remover tanto ar quanto possível que pode estar presenteentre os componentes e/ou dentro da camada de adesivo já que isto tornapossível conseguir a boa adesão desejada entre os componentes. Um mé-todo conhecido assim compreende reter os componentes dentro de um filmevedado a vácuo, por meio de que a pressão requerida para expelir o ar éexercida pela aplicação de uma pressão de vácuo no espaço entre o filme eos componentes. Um método conhecido aperfeiçoado é implementado den-tro de um vaso de pressão ou autoclave, o volume interno do qual pode sercontrolado em termos tanto de temperatura quanto de pressão. Os proces-sos de tratamento de temperatura requeridos para aderir os componentes(este tratamento geralmente compreende a cura do adesivo termoestável), adesaeração e a pressurização dos componentes estão assim combinadosem um único dispositivo.

Apesar de moldagens com boas propriedades mecânicas pode-rem ser obtidas com o método existente, este é especificamente demorado.Devido aos altos riscos envolvidos na aplicação de moldagens na indústriaaeronáutica, é muito importante assegurar que as camadas de adesivo se-jam mantidas na primeira temperatura por um período de tempo suficientedurante o método conhecido, para garantir a sua cura efetiva. Um ciclo deautoclave típico geralmente dura diversas horas. Este tempo é necessáriopara trazer a moldagem de composto (componentes e camadas de adesivo)para a primeira temperatura desejada, e então resfriá-la novamente parauma temperatura na qual esta possa ser removida da autoclave. O métodoconhecido também geralmente requer um alto investimento em autoclaves eequipamentos periféricos. Quanto maior as dimensões das moldagens a se-rem produzidas, mais alto o investimento. Em um número de áreas de apli-cação crescente, existe uma clara tendência na direção de moldagens maiores.

O objetivo desta invenção é de prover um método mais eficientepara aderir os componentes em uma moldagem de composto, por meio deque a moldagem também demonstre boas propriedades mecânicas.

O método de acordo com a invenção para aderir os componen-tes em uma moldagem de composto está por meio disto caracterizado comoreferido na reivindicação 1. Mais especificamente, o método compreendeempilhar os componentes providos com um meio de adesão apropriado, po-sicionar um meio de aquecimento, provido com pelo menos uma cavidade,sobre pelo menos uma seção da pilha, e passar um meio trazido para umaprimeira temperatura através de pelo menos uma cavidade do meio de a-quecimento, por meio de que a pilha é trazida pelo menos parcialmente paraa primeira temperatura, e os componentes são interconectados na molda-gem. Por meio das medidas referidas na reivindicação 1, é entre outros con-seguido que o tempo de ciclo médio para produzir a moldagem pode ser sig-nificativamente mais curto, assim tornando o método de acordo com a in-venção mais eficiente do que o método conhecido. Como o meio de aqueci-mento pode ser posicionado na vizinhança direta das camadas de adesivo aserem aquecidas, a moldagem é realmente somente trazida para a tempera-tura desejada quando isto é requerido. No método de autoclave conhecido, oespaço interno inteiro da autoclave deve ser trazido para a primeira tempera-tura desejada, o que é demorado. Uma vantagem adicional do método deacordo com a invenção, é que este somente requer pouca energia, porquesomente aquelas seções de um dispositivo apropriado para o método quesão necessárias para formar a moldagem são aquecidas. Mais ainda, é pos-sível com o método de acordo com a invenção, onde assim desejado, con-seguir uma taxa de aquecimento e/ou resfriamento muito rápida, porque umamassa do meio já pode ser trazida para a primeira temperatura antes de serpassada do meio de aquecimento.

Apesar de que no método de acordo com a invenção, é em prin-cípio possível aplicar qualquer meio que possa ser bombeado relativamentesimplesmente, um líquido é de preferência passado através da cavidade(cavidades). Os líquidos são simples de bombear e podem transportar umagrande quantidade de calor. Os líquidos apropriados podem ser, por exem-plo, a água, o óleo e/ou outros líquidos que possam ser trazidos para a pri-meira temperatura.

Em uma modalidade preferida do método de acordo com a in-venção, o meio de aquecimento está projetado de modo que quando posi-cionando-o sobre a pilha, este substancialmente toma a forma da superfícieda pilha. Isto é vantajoso para a transferência de calor entre o meio de a -quecimento e a pilha. Deve ser notado que o meio de aquecimento de acor-do com a invenção não pode ser de tal rigidez que este seja capaz de subs-tancialmente deformar a pilha, como seria o caso por exemplo, com umaplaca de pressão provida com canais de aquecimento.

Em uma modalidade preferida adicional do método de acordocom a invenção, um meio de aquecimento é aplicado na forma de umamembrana flexível, provida com uma entrada e uma saída para o meio, depreferência um líquido. Tal membrana é simples de afixar e pode ser utiliza-da mais do que uma vez, se desejado. De preferência selecionando um ma-terial muito extensível e elástico para o material de membrana, o meio deaquecimento pode ser afixado na pilha com um bom ajuste, assim permitin-do uma transferência de calor eficiente do meio de aquecimento para a mol-dagem mesmo com as moldagens que tem uma forma complexa. De acordocom a invenção, a membrana aquecível pode por exemplo compreenderuma matriz elástica, resistente ao calor, tal como a borracha de silicone ou aborracha de silicone modificada. Mais de preferência, esta é uma borrachanatural ou um elastômero.

De acordo com a invenção, pelo menos um meio trazido paraprimeira temperatura deve ser bombeado através da cavidade (cavidades)do meio de aquecimento. A primeira temperatura é selecionada de modoque os componentes possam interconectar nesta temperatura mantendopelo menos as camadas de adesivo nesta temperatura por um período tem-po apropriado. Se o meio de adesão entre os componentes a serem aderi-dos compreende um polímero termoestável, a primeira temperatura é de pre-ferência selecionada de modo que esta seja pelo menos igual à temperaturade cura do polímero termoestável. Se o meio de adesão compreender umpolímero termoplástico semicristalino, a primeira temperatura é de preferên-cia selecionada de modo que esta seja mais alta do que a temperatura defusão do polímero termoplástico. Se o meio de adesão compreender um po-límero termoplástico amorfo, a primeira temperatura é de preferência sele-cionada de modo que esta seja pelo menos igual à temperatura de amoleci-mento do polímero termoplástico.

Resultou que com o método de acordo com a invenção, o temporequerido para aderir os componentes pode ser significativamente mais curtodo que é o caso com o método conhecido. Para reduzir adicionalmente estetempo, além de passar o meio trazido para a primeira temperatura atravésde pelo menos uma cavidade do meio de aquecimento, é vantajoso passarum meio trazido para uma segunda temperatura através do meio de aqueci-mento. A segunda temperatura é selecionado de modo que os componentesinterconectam a esta temperatura e que a moldagem de composto pode serarmazenada e/ou carregada. Se o meio de adesão entre os componentes aserem aderidos compreender um polímero termoestável, a segunda tempe-ratura é de preferência selecionada de modo que esta seja mais baixa doque a temperatura de cura do polímero termoestável. Se o meio de adesãocompreender um polímero termoplástico semicristalino, a segunda tempera-tura é de preferência selecionada de modo que esta seja mais baixa do quea temperatura de fusão do polímero termoplástico. Se o meio de adesãocompreender um polímero termoplástico amorfo, a segunda temperatura éde preferência selecionada de modo que esta seja mais baixa do que a tem-peratura de amolecimento do polímero termoplástico. O meio trazido parauma segunda temperatura pode compreender o mesmo meio que o meiotrazido para a primeira temperatura, mas isto não é um pré-requisito. Emoutras palavras, é possível aplicar meios diferentes (por exemplo, um líquidoe um gás, ou diversos líquidos que tem diferentes propriedades) no métodode acordo com a invenção. O meio trazido para uma segunda temperaturapode ser passado antes, e/ou durante e/ou após o meio trazido para a pri-meira temperatura ter sido passado. Se meios trazidos para diferentes tem-peraturas são passados através da cavidade (cavidades) aproximadamenteao mesmo tempo, a sua temperatura média enquanto sendo passados seráentre a primeira e a segunda temperatura. Tal modalidade torna possívelcontrolar a temperatura do meio de aquecimento em um modo quase contí-nuo. Por exemplo, é possível mudar muito gradualmente da primeira para asegunda temperatura misturando o fluxo do meio trazido para a primeiratemperatura com um fluxo do meio trazido para a segunda temperatura, pormeio de que a taxa de fluxo do último meio é gradualmente aumentada. Ocontrário, a saber mudar muito rapidamente da primeira para a segundatemperatura, é também possível, por sua vez tornando possível, quando a-plicando polímeros termoplásticos, controlar a sua cristalinidade. Deve sernotado que a pessoa versada na técnica tem várias opções disponíveis nes-te aspecto. As características do método de acordo com a invenção tornampossível obter um meio sensível para controlar a temperatura, o qual maisainda requer relativamente pouca energia.

Em uma modalidade preferida adicional, o método de acordocom a invenção está caracterizado pelo fato de que um meio trazido parauma primeira temperatura é passado através de uma primeira cavidade e ummeio trazido para outra temperatura é passado através de outra cavidade domeio de aquecimento, por meio de que as seções correspondentes do lami-nado são trazidas para a primeira, ou respectivamente a outra, temperatura.

Isto pode ser altamente vantajoso, por exemplo, se outro políme-ro for aplicado como um material de adesivo ou um meio de adesão em dife-rentes partes da moldagem a ser produzida, assim requerendo que este po-límero, por exemplo, seja curado a outra temperatura. É também possívelcom este método preferido mudar rapidamente de uma temperatura maisalta para uma temperatura mais baixa (fria).

No método de acordo com a invenção, uma pressão é de prefe-rência exercida sobre a moldagem por pelo menos algum de seu tempo deprodução. Mais de preferência, a pressão é exercida retendo o conjunto depilha e meio de aquecimento entre um substrato e um corpo de retençãoflexível, entre os quais uma pressão de vácuo é então aplicada. Pela aplica-ção de pelo menos um vácuo parcial, não somente uma evacuação eficientedo ar conseguida nas camadas de adesivo, mas também o contato entre apilha e o membro aquecível adjacente são aperfeiçoados, assim facilitando atransferência de calor da membrana para a pilha. A pilha é também efetiva-mente mantida na posição pelo vácuo. Pelas mesmas razões, pode ser van-tajoso onde necessário aplicar uma sobrepressão ao exterior do conjunto depilha, do meio de aquecimento e do corpo flexível no método de acordo coma invenção.

Um método especificamente apropriado de acordo com a inven-ção está caracterizado pelo fato de que a pressão é exercida retendo o con-junto de pilha e meio de aquecimento entre um substrato e um corpo de re-tenção rígido, e o meio, neste caso o líquido, é passado através do meio deaquecimento sujeito a tal pressão que o meio de aquecimento expande e épressionado contra o corpo de retenção. O corpo de retenção pode, por e-xemplo, estar conectado a uma seção do substrato. Esta variante não requernenhum dispositivo de pressurização separado e é portanto mais eficiente. Apressão sobre a pilha é realmente autonomamente estabelecida pela pres-são hidrostática presente no meio de aquecimento.

O método de acordo a invenção pode ser vantajosamente apli-cado para produzir uma moldagem feita de um material reforçado com fibra.Os materiais reforçados com fibra, também referidos na indústria como com-postos, são obtidos pela impregnação de fibras de reforço com um materialde matriz apropriado para criar produtos semi-acabados de camada única("prepregs") ou laminados de múltiplas camadas. Deste modo, o material dematriz atua como um meio de adesão de fibras de reforço e de prepregs umno outro, e podem ser ambos curáveis por calor (termoestáveis) e fundíveispor calor (termoplásicos). Quando produzindo as moldagens feitas de ummaterial reforçado com fibra, geralmente diversas camadas de material re-forçado com fibra (como apresentado na reivindicação 1, cada camada cor-responde a um componente) são empilhadas umas sobre as outras, após oque esta pilha é moldada em uma moldagem em uma ferramenta de molda-gem enquanto sendo sujeita à temperatura e possivelmente à pressão. Paraassegurar entre outros que as várias camadas do composto adiram eficien-temente umas nas outras e tanto ar quanto possível que pode estar presentedentro e/ou entre estas camadas seja removido, os métodos conhecidos depreferência aplicam ferramentas de moldagem que possam exercer umapressão sobre a moldagem enquanto esta sendo produzida. Por exemplo,uma moldagem pode ser moldada em uma prensa de compressão controla-da por temperatura. Outro método freqüentemente aplicado compreendereter o laminado dentro de um filme vedado com vácuo, por meio de que apressão requerida para expelir o ar é exercida pela aplicação de uma pres-são de vácuo dentro do espaço entre o filme e o laminado. Este método co-nhecido é geralmente implementado em um vaso de pressão ou autoclave,dentro do qual a temperatura pode ser controlada e uma pressão adicionalpode ser exercida sobre o laminado. No entanto, o método conhecido tem asmesmas desvantagens como acima referido, incluindo uma baixa eficiência.

Por exemplo, o processo de autoclave conhecido tipicamente durante de 3 a5 horas. O método de acordo com a invenção torna possível obter uma mol-dagem feita de material reforçado com fibra em 1 a 1,5 hora.

É também possível utilizar o método de acordo com a invençãopara conectar diversas moldagens umas nas outras. Em tais casos, o subs-trato compreende uma segunda moldagem e o laminado trazido para a pri-meira temperatura é seguro contra a segunda moldagem por um período detempo apropriado, assim interconectando o laminado e a segunda molda-gem. Em uma modalidade preferida, a segunda moldagem está provida comuma camada de adesivo nas suas seções aplicáveis antes do laminado serafixado na segunda moldagem.

O método de acordo com a invenção pode em princípio ser apli-cado à produção de moldagens feitas de qualquer material reforçado comfibra. O método também é vantajoso pelo fato de que este pode ser aplicadopara os materiais reforçados com fibra com uma matriz termoestável assimcomo termoplástica. Em uma modalidade preferida do método, pelo menosuma das camadas de material reforçado com fibra compreende um polímerotermoplástico, por meio de que, após o meio trazido para a primeira tempe-ratura ter passado através de pelo menos uma cavidade do meio de aque-cimento, um meio trazido para uma segunda temperatura é passado atravésdo meio de aquecimento, com a primeira, ou respectivamente a segunda,temperatura sendo mais alta, ou respectivamente mais baixa, do que a tem-peratura de fusão do polímero termoplástico. Isto torna possível trazer o po-límero termoplástico relativamente rapidamente para abaixo de sua tempera-tura de fusão, o que por sua vez é vantajoso para o tempo de ciclo. Exem-plos de polímeros termoplásticos que são apropriados para o método de a-cordo com a invenção são as poliamidas, as poliimidas, as polietersulfonas,a polieteretercetona, o poliuretano, o polietileno, o polipropileno, os sulfetosde polietileno, as poliamida-imidas, o estireno butadieno de acrilonitrila(ABS), o estireno/anidro maléico (SMA), o policarbonato, a mistura de óxidode polifenileno (PPO), os poliésteres termoplásticos tais como o tereftalatode polietileno, o tereftalato de polibutileno, assim como as misturas e os co-polímeros de um ou mais dos polímeros acima.

Em ainda outra modalidade preferida, o método de acordo com ainvenção está caracterizado pelo fato de que pelo menos uma das camadasde material reforçado com fibra compreende um polímero termoestável, eque a primeira temperatura é mais alta do que a temperatura de cura do po-límero termoestável. Também quando utiliza-se os materiais de matriz ter-moestável, é possível aplicar um meio trazido para uma segunda ou adicio-nal temperatura se desejado. A segunda temperatura é neste caso mais bai-xa do que a temperatura de cura do polímero termoestável e pode, por e-xemplo, manter temporariamente a viscosidade da matriz em um baixo nível,para aperfeiçoar a impregnação e a interconexão das camadas, ou permitirque mais ar seja descarregado. Os polímeros termoestáveis que são apro-priados para utilização incluem por exemplo os epóxis, as resinas de poliés-teres não saturados, as resinas de melamina/formaldeído, as resinas de fe-nol/formaldeído, o poliuretano, etc.

Quando uma referência é feita neste pedido a uma primeira euma segunda temperatura, é compreendido significar uma temperatura mé-dia. Deve ser notado que quando referência é feita, por exemplo, a trazer olaminado para uma primeira temperatura, isto significa que o laminado as-sumiu em média a primeira temperatura, sujeita a variações locais. O mes-mo aplica-se à segunda e adicionais temperaturas.

As fibras de reforço que são apropriadas para utilização nos ma-teriais reforçados com fibra incluem, por exemplo, as fibras de vidro, as fi-bras de carbono, as fibras metálicas, as fibras de polímero termoplástico ex-trudadas, tal como as fibras de aramid, as fibras de PBO (Zylon®), as fibrasde M5®, e as fibras de polietileno ou de polipropileno de peso molecular ul-tra-alto, assim como as fibras naturais tais como as fibras de linho, madeirae cânhamo, e/ou combinações das fibras acima. É também possível utilizarfiadas mescladas e/ou intermescladas. Tais fiadas compreendem uma fibrade reforço e um polímero termoplástico em forma de fibra.

A camada de plástico reforçado com fibra de preferência com-preende fibras substancialmente contínuas que estendem-se pelo menos emduas direções quase ortogonais (tecido trançado isotrópico). Em outra moda-lidade preferida, a camada fibrosa e/ou a camada de plástico reforçado comfibra compreende fibras substancialmente contínuas que estendem-se prin-cipalmente em uma direção (tecido UD). O tipo específico de tecido trançadoselecionado depende entre outros da propriedades mecânicas e da defor-mabilidade do tecido trançado. A modalidade selecionada do método de a -cordo com a invenção pode ser um fator significativo neste aspecto.

Em uma modalidade preferida específica, o método de acordocom a invenção está caracterizado pelo fato de que o laminado compreendepelo menos uma camada metálica. Tais laminados são também conhecidoscomo laminados metálicos fibrosos e compreendem uma ou mais camadasmetálicas e camadas de plástico reforçado com fibra intermediárias. Os Ia-minados referidos são obteníveis pela conexão de um número de camadasmetálicas e camadas de plástico reforçado com fibra intermediárias umasnas outras por meio de aquecimento sob pressão e então resfriando-as. Osplásticos reforçados com fibra aplicados nos laminados metálicos fibrosossão leves e fortes e compreendem fibras de reforço embutidas em um polí-mero. O polímero também atua como um meio de adesão entre as váriascamadas.

Os laminados metálicos fibrosos tem boas propriedades mecâni-cas específicas (propriedades por unidade de densidade). Os metais quesão especificamente apropriados para utilização incluem os metais leves,especificamente as ligas de alumínio, tais como as ligas de alumínio cobree/ou de alumínio zinco, ou as ligas de titânio. Em outros aspectos, o métodode acordo com a invenção não está restrito a produzir moldagens com baseem laminados que utilizam estes metais, de modo que, se desejado, o açopode ser utilizado, por exemplo, ou outro metal estrutural apropriado.

Resultou que pela aplicação do método de acordo com a inven-ção, a adesão entre os componentes, e/ou a impregnação do laminado éaperfeiçoada sem ser necessário, por exemplo, trabalhar sob uma pressãopulsante. Quando necessário, pode ser vantajoso, se o meio, de preferênciao líquido, for trazido na média para a primeira temperatura e então passadoatravés de pelo menos uma cavidade do meio de aquecimento sob umatemperatura pulsante. Pulsante, neste aspecto, é compreendido significartanto continuamente pulsante (como uma onda) quanto descontinuamentepulsante (no sentido de picos). Tal modalidade preferida pode levar a melho-res propriedades e a um ciclo de processo mais curto. Afixando a membranacôncava e flexível sobre a pilha de acordo com a invenção e, por exemplo,pressionando-a apertadamente contra a pilha por meio de pressão de vácuo,um contato profundo é criado entre a membrana e a pilha, permitindo que ocalor seja rapidamente trocado entre o meio bombeado através da membra-na e a pilha. Esta rápida troca de calor torna possível aplicar uma temperatu-ra pulsante, o que também realmente afeta o meio de adesão.

A invenção também refere-se a um dispositivo para aderir com-ponentes em uma moldagem de composto, o dito dispositivo pelo menoscompreendendo uma fonte de líquido e um meio para trazer o líquido parauma primeira temperatura; e um meio de aquecimento que pode ser afixadosobre a moldagem, provido com pelo menos uma cavidade e um meio deconexão que conecta à mesma para alimentar e drenar o líquido, e um meiode bombeamento para passar o líquido através de pelo menos uma cavida-de. Modalidades específicas adicionais do dispositivo de acordo com a in-venção estão referidas nas reivindicações 15 a 23.

Quando uma referência é feita neste pedido, a um meio de a-quecimento, isto deve também ser compreendido significar um meio de res-friamento. O termo aquecimento deve portanto ser amplamente interpretadoneste pedido, já que este pode também referir-se a resfriamento.

O método e dispositivo de acordo com a invenção emergirá dasfiguras acompanhantes, nas quais:

figura 1 mostra esquematicamente um corte transversal de umaprimeira modalidade do dispositivo de acordo com a invenção;

figura 2 mostra esquematicamente um corte transversal de umasegunda modalidade do dispositivo de acordo com a invenção;

figura 3 mostra esquematicamente um corte transversal de umaterceira modalidade do dispositivo de acordo com a invenção;

figura 4 mostra diversas vistas em corte transversal de um meiode aquecimento que pode ser aplicado no método de acordo com a inven-ção; e

figura 5 finalmente mostra esquematicamente um corte transver-sal de uma quarta modalidade do dispositivo de acordo com a invenção.Com referência à figura 1, uma modalidade de um dispositivo de

acordo com a invenção compreende pelo menos um molde de formação 1sobre o qual um laminado 10 feito de camadas de material reforçado comfibra pode ser afixado, uma fonte ou tanque de líquido 2 e um meio 3 paratrazer o líquido 20 para uma primeira temperatura; um meio de aquecimento11 que pode ser afixado sobre o laminado 10, o dito meio provido com pelomenos uma cavidade 12 e um meio de conexão 13 que conecta à mesmapara alimentar e drenar o líquido, e um meio de bombeamento 4 para passaro líquido 20 através de pelo menos uma cavidade 12. Na modalidade mos-trada, a estrutura total está incorporada dentro de um vaso de pressão ouautoclave 5 com uma parede 6, através da qual os tubos 8 para o líquido 20são afixados através de aberturas de passagem 7. O vaso de pressão 5 éresistente às pressões típicas que são usuais na produção de moldagensfeitas de plásticos reforçados com fibra, por exemplo, uma pressão internade pelo menos 1 MPa (10 bar). O molde de formação 1 é afixado em umamesa 9 presente dentro da autoclave 5 para suporte. Deve também ser no-tado que uma ou mais válvulas de pressão estão na prática incorporadas notubo 8, para impedir que o conjunto de tubos total seja exposto a uma pres-são constante. Em uma modalidade preferida (não mostrada), o meio debombeamento 4, os tubos 8, a fonte de líquido 2, e o meio de aquecimento 3estão todos incorporados dentro do vaso de pressão 5, porque isto é vanta-joso da perspectiva de segurança.

Na prática, um laminado 10 feito de camadas de material refor-çado com fibra é afixado sobre o substrato 1. O meio de aquecimento 11, depreferência na forma de uma membrana côncava flexível, é então afixadosobre pelo menos uma seção do laminado 10. A membrana está conectadaaos tubos 8 através do meio de conexão 13. Se desejado, materiais auxilia-res 14 são utilizados quando afixando o material reforçado com fibra 10 so-bre o molde de formação 1. Tais materiais auxiliares para produzir as mol-dagens reforçadas com fibra são conhecidos da pessoa versada na técnica,e são aplicados, por exemplo, para dar à moldagem uma superfície áspera("prega de descascar"), para coletar o excesso de polímero ("sangrador"), ouser capaz de descarregar o ar facilmente ("respirador"). Na variante mostra-da na figura 1, o conjunto de laminado 10 e de meio de aquecimento 11 estáretido dentro de um corpo de retenção flexível 15, geralmente na forma deum filme de polímero flexível. O filme 15 está conectado no molde de forma-ção 1 em um modo praticamente estanque ao ar ao longo da circunferênciainteira da moldagem 10 por meio de uma tira de conexão como borracha 16.Devido a esta conexão estanque ao ar, o conjunto de laminado 10, o meiode aquecimento 11, e quaisquer materiais auxiliares 14 estão vedados emum modo praticamente estanque ao ar do restante do espaço de autoclave17. Se desejado, o espaço entre o filme 15 e o molde de formação 1 podeestar sujeito a uma pressão de vácuo, conectando este espaço a uma bom-ba de vácuo (não mostrada). Este vácuo assegura que as várias camadasdo laminado 10 sejam pressionadas umas por sobre as outras e que qual-quer ar presente entre e/ou nas camadas seja pelo menos parcialmente ex-pelido do laminado 10. Se desejado, o espaço 17 pode também ser sujeito àsobrepressão. Para trazer o laminado 10 para a primeira temperatura dese-jada - a primeira temperatura pode ser, por exemplo, a temperatura na qualo polímero termoestável é curado - um líquido 20 trazido para a primeiratemperatura por meio do trocador de calor 3 é bombeado através da cavida-de 12 da membrana de aquecimento 11 pela bomba 4. O líquido 20 dentroda cavidade 12 na primeira temperatura sairá a uma temperatura mais baixapor meio de troca de calor com o laminado 10. Como a cavidade 12 de pre-ferência somente representa um volume muito pequeno, é possível conse-guir um controle de temperatura altamente preciso, porque o líquido 20 a-quecido pode ser alimentado dentro de um período de tempo muito curto. Ométodo de aquecimento conhecido é muito mais lento e menos preciso, por-que este aquece o espaço 17 completo utilizando o ar. Mantendo o laminado10 na primeira temperatura por um período de tempo apropriado e se dese-jado exercendo pressão, o polímero presente no mesmo curará e as cama-das de material interconectarão na moldagem.

Com referência à figura 2, outra modalidade do dispositivo deacordo com a invenção compreende duas fontes de líquido 30a, 30b dasquais dois fluxos de líquido 20a, 20b podem ser alimentados e drenados a-través de tubos 8a, 8b. Os tubos 8a, 8b estão unidos nas conexões 13a, 13batravés de peças de acoplamento 18a, 18b. Apesar de não mostrado na fi-gura 2, as fontes de líquido 30a, 30b esquematicamente mostradas nestafigura cada uma compreende as partes indicadas na figura 1, tais como asbombas, os trocadores de calor, etc. Mais ainda, o meio de pressurização namodalidade exemplar presente compreende uma prensa de compressão(esquematicamente indicada por meio da seta) que pode mover as duasmetades de molde 1 e 40 uma na direção da outra. Os dois fluxos de líquido20a, 20b podem, por exemplo, ser utilizados para tornar possível mudarrapidamente a temperatura no meio de aquecimento 11 (e assim no lamina-do 10). Para este fim, o meio de aquecimento 11 pode estar provido comdiversas cavidades 12a, 12b, ... separadas umas das outras e meios de co-nexão 13a, 13b, ... correspondentes para alimentar e drenar um líquido 20a,20b, ... . As suas diferentes variantes estão mostradas na figura 4. Na figura4a, a membrana de aquecimento 11 compreende uma seção de parede 22feita de um material flexível e elástico suficientemente resistente à tempera-tura, tal como a borracha, por exemplo, e uma cavidade central 12. Nas figu-ras 4b e 4c, a membrana de aquecimento 11 compreende um número decavidades 12a, 12b, ... com uma seção transversal circular ou retangular,respectivamente. Estas cavidades podem estar conectadas na mesma fontede líquido ou se desejado podem também ter líquidos que fluem através dasmesmas, os quais foram cada um trazidos para uma diferente temperatura.A figura 4d finalmente mostra uma membrana de aquecimento 11 que estáprovida com uma primeira cavidade 12a, através da qual um líquido 20a tra-zido para uma primeira temperatura pode ser passado, e uma segunda cavi-dade 12b, através da qual um líquido 20b trazido para outra temperatura po-de ser passado. De acordo com a invenção, um líquido 20a trazido para atemperatura de cura é, por exemplo, bombeado através da cavidade 12a demodo a curar o laminado 10. Uma vez que este foi suficientemente curado, olaminado 10 deve ser resfriado. Isto pode naturalmente acontecer interrom-pendo o fluxo de líquido 20a. No entanto, isto leva tempo. Para acelerar oprocesso de resfriamento, é agora também possível bombear o líquido 20bjá trazido para uma temperatura mais baixa através da cavidade 12b. Istoleva a um resfriamento mais rápido do laminado 10, por meio de que amembrana de aquecimento 11 está de preferência posicionada contra o la-minado 10 sobre o lado no qual a cavidade 12b está localizada (na figura 4deste é o lado inferior).

É também possível utilizar o método de acordo com a invençãopara conectar diversas moldagens umas nas outras. Com referência à figura3, uma seção transversal de um perfil de asa de avião 50 está mostrada.Quando em uso, as asas de avião estão sujeitas a cargas alternantes e es-tão portanto providas com enrijecedores 10, por exemplo feitos de um lami-nado metálico fibroso. Tal enrijecedor 10 está na prática afixado sobre quaseo comprimento inteiro da asa de avião 50 a ser reforçada. Para este fim, oenrijecedor 10 é afixado sobre a peça e aderido a esta utilizando um adesivoapropriado para a finalidade. Se rachaduras de fadiga desenvolverem-se napeça quando sujeita à carga alternada e esta continuarem a crescer sob oenrijecedor, o dito enrijecedor geralmente permanecerá intacto na prática eultrapassará as rachaduras na moldagem, assim assegurando pelo menosuma desaceleração no crescimento de rachadura médio quanto sujeito àcarga alternante. Para reforçar a moldagem 50, uma camada de adesivo 23é aplicada nas seções aplicáveis da asa 50 de acordo com a modalidadeexemplar presente. Tiras de laminado metálico fibroso 10 são então coloca-das no topo desta, sobre as quais uma membrana de aquecimento 11 é po-sicionada. A estrutura total é então coberta com um filme flexível 15 que estáconectado na superfície da asa 50 em um modo estanque ao ar ao longo dacircunferência utilizando um meio de vedação 16. Pela descarga do ar quepermanece entre estas utilizando uma bomba de vácuo (não mostrada), ofilme é puxado apertadamente sobre o conjunto de laminado 10 e membranade aquecimento 11. Passando agora um líquido trazido para a temperaturade cura da camada de adesivo através da membrana 11, o laminado 10 e acamada de adesivo 23 são trazidos para a temperatura de cura, fazendocom que a camada de adesivo e possivelmente o laminado curem, assiminterconectando o laminado 10 e a moldagem 50. As segundas moldagensdo tipo referido geralmente tem grandes dimensões. O método usual, pormeio de que uma autoclave é aplicada para trazer a camada de adesivo pa-ra a temperatura, impõe altos custos. O método de acordo com a invençãonão tem estas desvantagens.

Com referência à figura 5, outra modalidade preferida do métodode acordo com a invenção está finalmente mostrada. Por meio de que umapressão é também exercida sobre o laminado 10 enquanto que o líquido 20é passado através da membrana de aquecimento 11. Esta pressão é estabe-lecida retendo o conjunto de laminado 10 e meio de aquecimento 11 entre asuperfície de molde de formação 1 e um corpo de retenção rígido 35, e pas-sando o líquido 20 através do meio de aquecimento 11 sob tal pressão que omeio de aquecimento expande e é pressionado contra o corpo de retenção35. Dependendo da distância intermediária entre o corpo 35 e o molde deformação 1, a pressão pode ser ajustada para o nível desejado.

O corpo de retenção 35 pode, por exemplo, compreender uma placa planaque pode ser presa no substrato por meio de uma conexão apropriada (nãomostrada) através de pelo menos uma seção de sua circunferência, de pre-ferência por meio de uma conexão destacável.

Claims (25)

1. Método para aderir componentes em uma moldagem de com-posto, que compreende empilhar os componentes providos com um meio deadesão apropriado, posicionar um meio de aquecimento, provido com pelomenos uma cavidade, sobre pelo menos uma seção da pilha, e passar ummeio trazido para uma primeira temperatura através de pelo menos uma ca-vidade do meio de aquecimento, por meio de que a pilha é trazida pelo me-nos parcialmente para a primeira temperatura, e os componentes são inter-conectados na moldagem.

2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de que o meio de aquecimento está projetado de modo que quando po-sicionando-o sobre a pilha, este substancialmente toma a forma da superfí-cie da pilha.

3. Método de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizadopelo fato de que o meio de aquecimento compreende uma membrana flexí-vel provida com uma entrada e uma saída para o meio.

4. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que além do meio trazido para primeira tempe-ratura ser passado através de pelo menos uma cavidade do meio de aque-cimento, (antes e/ou durante e/ou após o que) um meio trazido para umasegunda temperatura é passado através do meio de aquecimento.

5. Método de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelofato de que o meio de adesão compreende um polímero termoestável, e emque a primeira, ou respectivamente a segunda, temperatura é pelo menosigual a, ou respectivamente mais baixa do que, a temperatura de cura dopolímero termoestável.

6. Método de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelofato de que o meio de adesão compreende um polímero termoplástico, e emque a primeira, ou respectivamente a segunda, temperatura é mais alta, ourespectivamente mais baixa, do que a temperatura de fusão do polímerotermoplástico.

7. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações pré-cedentes, caracterizado pelo fato de que um meio trazido para uma primeiratemperatura é passado através de uma primeira cavidade, e um meio trazidopara outra temperatura é passado através de outra cavidade do meio de a-quecimento, por meio de que as seções correspondentes da pilha são trazi-das para a primeira, ou respectivamente a outra, temperatura.

8. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações pre-cedentes, caracterizado pelo fato de que uma pressão é exercida sobre amoldagem por pelo menos algum de seu tempo de produção.

9. Método de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelofato de que a pressão é exercida retendo o conjunto de pilha e meio de a-quecimento entre um substrato e um corpo de retenção flexível, entre osquais uma pressão de vácuo é então aplicada.

10. Método de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelofato de que uma sobrepressão é aplicada ao exterior do conjunto de pilha,meio de aquecimento e corpo flexível.

11. Método de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelofato de que a pressão é exercida retendo o conjunto de pilha e meio de a-quecimento entre um substrato e um corpo de retenção rígido, e o meio épassado através do meio de aquecimento sob uma tal pressão que o meiode aquecimento expande e é pressionado contra o corpo de retenção.

12. Método de acordo com qualquer uma das reivindicaçõesprecedentes, caracterizado pelo fato de que a pilha de componentes com-preende um laminado feito de camadas de material reforçado com fibra.

13. Método de acordo com qualquer uma das reivindicaçõesprecedentes, caracterizado pelo fato de que a pilha compreende pelo menosuma camada metálica.

14. Método de acordo com qualquer uma das reivindicaçõesprecedentes, caracterizado pelo fato de que o líquido é trazido na média pa-ra a primeira temperatura e então passado através de pelo menos uma cavi-dade do meio de aquecimento sob uma temperatura pulsante.

15. Dispositivo para aderir componentes em uma moldagem decomposto, o dito dispositivo compreendendo pelo menos uma fonte de líquidoe um meio para trazer o líquido para uma primeira temperatura; e um meio deaquecimento que pode ser afixado sobre a moldagem, o dito meio de aqueci-mento provido com pelo menos uma cavidade e um meio de conexão queconecta à mesma para alimentar e drenar o líquido, assim como um meio debombeamento para passar o líquido através de pelo menos uma cavidade.

16. Dispositivo de acordo com a reivindicação 15, caracterizadopelo fato de que o meio de aquecimento compreende uma membrana flexí-vel, provida com uma entrada e uma saída para o líquido.

17. Dispositivo de acordo com a reivindicação 15 ou 16, caracte-rizado pelo fato de que este também compreende uma fonte de líquido adi-cional e um meio para trazer o líquido adicional até uma temperatura.

18. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações-15 a 17, caracterizado pelo fato de que o meio de aquecimento está providocom diversas cavidades separadas umas das outras e meios de conexãocorrespondentes para alimentar e drenar um líquido.

19. Dispositivo de acordo com a reivindicação 18, caracterizadopelo fato de que o meio de aquecimento está provido com uma primeira ca-vidade, através da qual um meio trazido para uma primeira temperatura po-de ser passado, e uma segunda cavidade, através da qual um meio trazidopara outra temperatura pode ser passado.

20. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações-15 a 19, caracterizado pelo fato de que este também compreende um meiode pressão que permite que uma pressão seja exercida sobre a moldagem.

21. Dispositivo de acordo com a reivindicação 20, caracterizadopelo fato de que o meio de pressurização compreende um meio de retençãoflexível para o conjunto de laminado e meio de aquecimento, e uma bombade vácuo que pode estar conectada a este.

22. Dispositivo de acordo com a reivindicação 20, caracterizadopelo fato de que o meio de pressurização compreende um meio de retençãorígido para o conjunto de laminado e meio de aquecimento, por meio de quea pressão é estabelecida, e uma bomba de vácuo que pode estar conectadaa este.

23. Dispositivo de acordo com a reivindicação 20, caracterizadopelo fato de que o meio de pressurização compreende uma prensa de com-pressão.

24. Dispositivo de acordo com a reivindicação 20, caracterizadopelo fato de que o meio de pressurização compreende uma autoclave.

25. Membrana aquecível claramente destinada para aplicaçãono método como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 14.